【手続補正書】
【提出日】平成18年1月25日(2006.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業指令に基づいて、直交座標系での位置または速度指令の運動指令を生成する運動指令生成部と、前記直交座標系での運動指令をロボットの各関節座標系での運動指令に変換するための逆運動学演算部と、前記各関節座標系での運動指令に基づいて電動機へのトルク指令を生成する位置・速度フィードバック制御部と、を有するロボット制御装置において、
位置・速度フィードバック制御のシミュレーションを行う制御シミュレーション部と、
前記制御シミュレーション部と前記逆運動学演算部の出力に基づいて各関節座標系での運動指令を修正する修正量を出力する修正量演算部と、
前記修正量が所定の範囲内にあるかの判定を行う修正量判定部と、
前記修正量から各関節座標系での運動指令を修正する指令修正部と、
前記逆運動学演算部または前記指令修正部にて生成された指令を格納する指令格納部と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
作業指令に基づいて、直交座標系での位置または速度指令の運動指令を生成する運動指令生成部と、前記直交座標系での運動指令をロボットの各関節座標系での運動指令に変換するための逆運動学演算部と、前記各関節座標系での運動指令に基づいて電動機へのトルク指令を生成する位置・速度フィードバック制御部と、を有するロボット制御装置において、
位置・速度フィードバック制御のシミュレーションを行う制御シミュレーション部と、
前記制御シミュレーション部と前記運動指令生成部の出力に基づいて直交座標系での運動指令を修正する修正量を出力する修正量演算部と、
前記修正量が所定の範囲内にあるかの判定を行う修正量判定部と、
前記修正量から直交座標系での運動指令を修正する指令修正部と、
前記運動指令生成部または前記指令修正部にて生成された指令を格納する指令格納部と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項３】
前記制御シミュレーション部は、直交座標系での運動指令をロボットの各関節座標系での運動指令に変換する逆運動学演算部と、
各関節座標系での運動指令を直交座標系での運動指令に変換する順運動学演算部とを有することを特徴とする請求項２記載のロボット制御装置。
【請求項４】
作業対象物に対して理想的な軌道を生成する理想軌道生成部を有し、前記修正量演算部で理想軌道のデータと前記運動指令生成部または前記逆運動学演算部の出力の軌道とに基づいて運動指令の修正量を演算することを特徴とする請求項１乃至３記載のロボット制御装置。
【請求項５】
ロボットの各関節に配置された電動機の角度検出手段で検出されたフィードバック角度または外界センサで検出されたセンサ信号を元に補正量を出力する補正量演算部と、
前記補正量を格納する補正量格納部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４記載のロボット制御装置。
【請求項６】
前記指令格納部から出力される修正角度指令または修正位置指令を元に速度と加速度、または速度とトルクを出力する第２制御シミュレーション部と、
前記速度と前記加速度、または前記速度と前記トルクが所定の範囲を超えるかの判定を行う関節速度・加速度判定部と、
前記速度と前記加速度、または前記速度と前記トルクが所定の範囲をこえる場合には、前記運動指令生成部にて使用する直交座標系の速度パラメータあるいは加減速パラメータを再計算する直交速度・加減速パラメータ演算部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記関節速度・加速度判定部は、前記第２制御シミュレーション部の出力データを所定の値で除して倍率データを求め、
前記直交速度・加速度パラメータ演算部は、前記倍率データに基づいて前記速度パラメータあるいは前記加減速パラメータの再計算を行うことを特徴する請求項６記載のロボット制御装置。
【請求項８】
前記関節速度・加速度判定部は、前記第２制御シミュレーション部から出力された速度および加速度、または、速度およびトルクを画面表示する表示部を有し、
前記直交速度・加減速パラメータ演算部は、前記速度パラメータあるいは前記加減速パラメータを手動で調節する調整手段を有することを特徴とする請求項６乃至７記載のロボット制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ロボットは必ずしも指令通りに運動するわけではない。なぜならば、ジョブファイル１で指定するのは、ポイント、速度、補間方法であり、サーボ系の遅れ、機構の特性などを含んだロボットの運動特性を反映していないからである。つまり、サーボ系の応答遅れによって、ロボット先端の運動指令からの追従遅れが生じたり、多自由度アームの動力学特性による運動指令からのずれが生じたりする。
また、特許文献１のように、サーボ系と機構を考慮した逆伝達関数による指令生成方法があるが、逆伝達関数に応じた高次の位置指令関数が必要であり、台形指令など従来から使われている指令関数が使えないという問題があった。
本発明は、理想とする動作軌道に沿ってロボットを正確に動作させるロボット制御装置を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
本発明の請求項１記載のロボット制御装置は、作業指令に基づいて、直交座標系での位置または速度指令の運動指令を生成する運動指令生成部と、前記直交座標系での運動指令をロボットの各関節座標系での運動指令に変換するための逆運動学演算部と、前記各関節座標系での運動指令に基づいて電動機へのトルク指令を生成する位置・速度フィードバック制御部と、を有するロボット制御装置において、位置・速度フィードバック制御のシミュレーションを行う制御シミュレーション部と、前記制御シミュレーション部と前記逆運動学演算部の出力に基づいて各関節座標系での運動指令を修正する修正量を出力する修正量演算部と、前記修正量が所定の範囲内にあるかの判定を行う修正量判定部と、前記修正量から各関節座標系での運動指令を修正する指令修正部と、前記逆運動学演算部または前記指令修正部にて生成された指令を格納する指令格納部と、を有することを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の請求項２記載のロボット制御装置は、作業指令に基づいて、直交座標系での位置または速度指令の運動指令を生成する運動指令生成部と、前記直交座標系での運動指令をロボットの各関節座標系での運動指令に変換するための逆運動学演算部と、前記各関節座標系での運動指令に基づいて電動機へのトルク指令を生成する位置・速度フィードバック制御部と、を有するロボット制御装置において、位置・速度フィードバック制御のシミュレーションを行う制御シミュレーション部と、前記制御シミュレーション部と前記運動指令生成部の出力に基づいて直交座標系での運動指令を修正する修正量を出力する修正量演算部と、前記修正量が所定の範囲内にあるかの判定を行う修正量判定部と、前記修正量から直交座標系での運動指令を修正する指令修正部と、前記運動指令生成部または前記指令修正部にて生成された指令を格納する指令格納部と、を有することを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の請求項７記載のロボット制御装置は、前記関節速度・加速度判定部は、前記第２制御シミュレーション部の出力データを所定の値で除して倍率データを求め、前記直交速度・加速度パラメータ演算部は、前記倍率データに基づいて前記速度パラメータあるいは前記加減速パラメータの再計算を行うことを特徴するものである。
本発明の請求項８記載のロボット制御装置は、前記関節速度・加速度判定部は、前記第２制御シミュレーション部から出力された速度および加速度、または、速度およびトルクを画面表示する表示部を有し、前記直交速度・加減速パラメータ演算部は、前記速度パラメータあるいは前記加減速パラメータを手動で調節する調整手段を有することを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
関節速度・加速度判定部１０１においては、前記関節速度時系列ωｓｉｍ‘（ｋ）および前記関節加速度時系列αｓｉｍ‘（ｋ）が所定の範囲を超えているかの判定を次のようにして行う。まず、予め設定されたロボットの特性などから決定される各関節の最大速度をωｍａｘｉ、最大加速度をαｍａｘｉ，（ｉ＝１，２，．．．，６）とし、これらと関節速度時系列ωｓｉｍ‘ｉ（ｋ）、関節加速度時系列αｓｉｍ‘ｉ（ｋ），（ｉ＝１，２，．．．，６）の各々の絶対値｜ωｓｉｍ‘ｉ（ｋ）｜、｜αｓｉｍ‘ｉ（ｋ）｜とから、倍率データｂωｉ（ｋ）、ｂαｉ（ｋ），（ｉ＝１，２，．．．，６）を以下のようにして求める。